基于云模型的黄河故道砀山酥梨气候适宜性分析

选取黄河故道砀山酥梨代表性产地砀山县为样点,利用梨树物候期长期定位观测资料和气象监测数据,基于云模型理论建立了光、温、水气候适宜度。采用加权综合法和几何平均法,确定不同物候期和年际气候适宜度。结果表明,日照适宜度可由左半云,气温与降水适宜度可由梯形云来刻画。综合气候适宜度与梨果实际单产、气候产量和单株产量的相关系数分别为0.4452(P0.05)、0.3734和0.5620(P0.01)。1961-2015年,砀山酥梨气候适宜度变化趋势不明显,但1961-1989年和1990-2010年分别为气候适宜度偏高与偏低时段,1987年为气候适宜度累计距平最大年份。研究期间,气温适宜度呈极显著增加趋势,每10a约增加0.0274。日照与降水适宜度无明显变化趋势,降水适宜度平均值比日照和气温适宜度低,且变异系数是日照和气温适宜度变异系数的4倍。各物候期气候适宜度未呈现趋势性变化,但萌芽期和花期的气候适宜度偏低,在0.50~0.53,且变异系数较大,在45.0~57.0。其它物候期气候适宜度和变异系数相对偏小。在气候变化背景下,气温升高对梨果生长有利,砀山酥梨生产中应加强萌芽-花期的管理,以增强梨树的气候适宜性。     

濮阳冬小麦生育期气候变化及其对小麦产量的影响

利用线性分析方法,分析濮阳多时间尺度气温、降水、日照的变化特征及其对冬小麦生长发育与产量的影响。结果表明：（1）气温：濮阳地区冬季气温异常度在1991年发生跃变,从-0．3到0．8,春季气温异常度在1997年发生跃变,从～0．6到0．9;逐旬气温气候系数25旬有23旬为正值,最大为3月下旬的0．42;冬小麦生育期内寒冷日和酷冷日数平均每10a分别减少4．30d和1．81d。（2）降水：冬季降水距平百分率阶段性明显,极端事件增多,春季极端事件减少,降水变化趋向缓和;逐旬降水气候趋势系数25旬中有17旬为正值,最大为1月中旬,但生育内整体增减趋势不明显。（3）日照：冬季和春季日照异常度发生了跃变,冬季在1984年由0．1跃变到1985年的-2．2,进入一个明显减少的下降通道;春季在1983年由0．3跃变为1984的-1．1,跃变时间同步。逐旬日照气候趋势系数25旬中有19旬为负值,绝对值较大的为1月中旬和6月上旬,均通过0．01水平的显著性检验。结论：生育期内冬季气候明显变暖,寒冷日数和酷冷日数减少,有利于小麦安全越冬,生长期和灌浆期延长;冬小麦生育期各旬降水量呈现抛物线分布,降水为减少趋势,对冬小麦稳产高产不利;生育期内尤其在中后期日照时数迅速减少,不利于小麦发育成熟。     

气候变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气候适宜性分析

内蒙古是我国马铃薯主产区之一,在气候变化背景下探讨马铃薯的区域适应性有重要的现实意义。依据内蒙古地区119个站点逐日气象观测数据,采用气候适宜度评估模型,分1961—1990年、1991—2015年2个气候年代对内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜度的空间特征及变化趋势进行分析。结果表明:1)1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期综合气候适宜度为0.62,气候条件总体优越,且日照适宜度温度适宜度降水适宜度。2)从空间分布上看,温度适宜度由西向东呈"低—高—中"的带状分布,降水适宜度由西向东、由北向南递增,日照适宜度西高东低;综合光温水三要素影响,阴山南北麓东段及大兴安岭南麓区为气候适宜度的高值区,具有适宜生产马铃薯的气候资源优势。3)从年代变化上看,1961—1990年,综合气候适宜度除东部偏北及西部偏北呈微弱的下降,总体呈增加的趋势;1991—2015年大部地区综合适宜度由上升转为下降趋势。4)气候变化背景下,1961—2015年内蒙古马铃薯开花—可收期气候适宜性以0.004 0×(10a)~(-1)的倾向率下降,其中日照适宜度基本持平,降水适宜度、气温适宜度呈不同程度的下降趋势,对马铃薯生长发育不利。因此,马铃薯开花—可收期应注意水热条件的管理,研究结果可为马铃薯气候资源利用与管理提供参考。     

基于气候和土壤水分综合适宜度指数的冬小麦产量动态预报模型

利用河北省16个农气观测站1981-2010年逐日气象资料、土壤水分观测资料、冬小麦生育期观测资料、灌溉记录和8个冬小麦主产市产量资料,根据土壤水分平衡原理和模糊数据理论,建立了综合反映冬小麦生长期气象条件和土壤水分状况的气温-日照-土壤水分适宜度评价模型,并以旬为时间步长,建立了基于气温-日照-土壤水分适宜度指数的冬小麦产量动态预报模型.结果表明,气温-日照-土壤水分适宜度指数克服了气温-日照-降水适宜度指数仅考虑水分状况中降水条件的不足,能够客观反映冬小麦生长期的气象条件和土壤水分状况,与冬小麦产量变化量呈极显著相关(P＜0.01),相关性高于气温-日照-降水适宜度指数;动态产量预报模型对1981-2008年历史拟合检验和2009-2010年预报试验的平均相对误差分别为6.1％和1.2％,误差较小,表明建立的冬小麦产量动态预报模型能够满足业务需求,具有较高应用价值.     

基于云模型的冬小麦气候适宜度评价方法 ——以安徽省宿州市为例

为建立冬小麦气候适宜度量化评价方法,本文基于云模型理论,依据光、温和水界限指标,采用"3En"法则确定云参数,建立日照、气温和降水对小麦生长影响的云模型。运用积分回归法,确定权重系数,采用加权综合法和几何平均法,确定不同生育期和全生育期气候适宜度,利用1954—2013年安徽省宿州市各县(区)冬小麦单产和1995—2013年观测地段产量因素等资料进行检验。结果表明,日照适宜度可用左半云,气温和降水适宜度可用梯形云来表达。计算的冬小麦全生育期气候适宜度,与宿州市各县(区)冬小麦气候产量呈显著或极显著正相关关系;与观测地段的冬小麦气候产量、千粒重、每穗籽粒数和乳熟期株高呈显著正相关,相关系数分别为0.588 0(P0.01)、0.756 1(P0.01)、0.670 7(P0.01)和0.464 3(P0.05)。返青—拔节期、抽穗—乳熟期2个时期的气候适宜度与单位面积穗数、每穗籽粒数的相关系数分别为0.558 9(P0.05)、0.710 7(P0.01)和0.736 1(P0.01)、0.744 2(P0.01),拔节—抽穗期气候适宜度与单位面积穗数的相关系数为0.649 8(P0.01)。1954—2013年宿州市日照与降水适宜度以每10年0.005和0.008的速度降低,气温适宜度以每10年0.028的速率升高。研究结果可作为评价宿州冬小麦对气候条件的适应性及制定相应策略的参考依据。     

淮河流域冬小麦主要生育期旱涝时空特征及对产量的影响

旱涝灾害在淮河流域发生频繁,对农作物产量影响较大。该文基于淮河流域1961-2014年140个气象站逐日降水、气温数据,利用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)和标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)定量分析冬小麦各生育期气候特征,结合1961-2012年20个站点冬小麦单产数据计算标准化产量残差(standardized yield residuals,SYR),探讨冬小麦主要生育期旱涝灾害对其产量的影响。结果表明:1)冬小麦各生育期气温均呈显著上升趋势(P0.05),气温呈南高北低、西高东低的格局,东部趋势高于西部且返青抽穗期大部分站点趋势值最高,而降水量沿纬度变化与气温一致,其变化趋势在冬小麦各生育期差异明显。2)冬小麦返青抽穗期干旱增加趋势最大(P0.05),旱涝灾害在全生育期、返青抽穗期和灌浆成熟期主要受气温影响,在冬前生长期和越冬期主要受降水量影响,同时冬小麦各生育期SPEI干旱化趋势大于SPI。3)除冬前生长期外,SYR与SPI和SPEI均呈负相关关系,以返青抽穗期相关性最高,在返青抽穗期达到中度干旱或中度湿润时产量减少。该研究尝试明晰淮河流域发生在冬小麦生育期的旱涝灾害对其产量的影响,为冬小麦生育期防灾减灾提供基础支撑。     

气候变暖背景下中国北方地区谷子生长季气候适宜性分析

基于气候适宜度模型,利用Anusplin软件对中国北方谷子一作区314个气象站点谷子生长季气候资源和气候适宜度进行1km×1km的精细化插值,分1960-1989年、1990-2019年两个气候年代对其空间分布和年代变化特征进行分析。结果表明：（1）北方谷子生长季气候资源呈现出日照时数由东到西、由南到北递增,累积降水量由北向南、由西向东递增,平均气温南高北低的空间分布;随着气候变暖,研究区谷子生长季平均气温呈上升趋势,日照时数和累积降水量均呈下降趋势。（2）北方谷子生长季气候适宜度呈现出温度适宜度由东向西、由南向北递减,降水适宜度由西北向东南递增,日照适宜度由西北向东南递减的态势;由于气候变暖,温度适宜度和降水适宜度高值区增多,日照适宜度高值区减少。（3）根据综合气候适宜度的计算结果,利用自然断点法将其划分为最适宜、适宜、次适宜和不适宜4个等级。1960-1989年（前30a）北方约21.5%的地区为谷子种植气候最适宜区,随着气候变暖,1990-2019年（后30a）约有10.5%的地区从适宜区转变为最适宜区,主要分布在山东、山西一带,未来可以考虑在该区域根据实际情况扩大种植规模。     

气候变化情景下黄淮海冬麦区降水量及其适宜度变化分析

采用双线性插值法将RegCM3模式模拟的A1B情景下该区域1951-2100年0.25°×0.25°的格点数据插值到各站点位置,然后利用黄淮海冬麦区1971-2000年83个站点逐日气象资料对其进行误差订正,再将情景数据分为1951-1980年、1981-2010年、2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年共5个阶段,计算各阶段冬小麦主要生育期降水量及其适宜度,并分析相应的时空变化特点。结果表明：黄淮海冬麦区在暖湿化的气候情景下,冬小麦各主要生育期降水量和降水适宜度总体上呈现南方多北方少的分布特点,返青-拔节期降水量最少,抽穗-成熟期降水量最多,相应各主要生育期的降水适宜度表现为返青-拔节期和抽穗-成熟期较高、拔节-抽穗期较低的特点。分时段分析结果显示,随着时间推延,各主要生育期内降水适宜度与降水量基本呈正相位的变化关系,即降水量越大,适宜度也相应增大。返青-拔节期的降水量和降水适宜度均呈现北部增加、南部明显减少的趋势,拔节-抽穗期降水量和降水适宜度均呈减少-增加-减少-增加的波动变化趋势,抽穗-成熟期降水量和降水适宜度均呈先减少后相对稳定的变化趋势,全生育期内降水量和降水适宜度均呈先减少后增加的趋势。未来全球气候变暖情景下,黄淮海冬麦区北部可以考虑根据实际情况小幅扩大种植规模;南部可以考虑保持现有种植规模或小幅减小种植规模。     

江西省双季水稻生长季气候适宜度评价分析

通过对江西省双季水稻生长季温、光、水的需求及当地气候条件进行分析,建立了双季水稻各生育期光、温、水及气候适宜度评价模型,确定了双季水稻各生育期多年平均日照百分率达50％时的日照时数为适宜的光照状态,根据模型分别计算了1961-2010年江西省早稻和晚稻生长季各气候因子的适宜度.结果表明,双季晚稻的温、光、水及气候适宜度明显高于早稻,双季水稻各生育期以光照适宜度最大,温度次之,降水最小;降水是影响双季水稻生产的重要因素,尤其对晚稻的影响更为显著;温度是双季水稻生长发育的关键气候因子,早稻苗期和分蘖-孕穗期低温,早稻乳熟期高温以及晚稻抽穗扬花期低温是双季水稻温度适宜度偏低的主要原因.     

天津棉花气候适宜度变化特征及其产量动态预报

通过参数修订建立了适合天津地区的棉花各生育期温、光、水气候适宜度评价模型,计算了历年天津棉花3种气候因子的适宜度指数,在分析其变化规律的基础上,建立了可以在棉花不同生育期进行的产量动态预报模型。结果表明,1964-2009年天津地区棉花生育期的气温适宜度指数呈上升趋势,增幅为0.016/10a;日照适宜度指数呈下降趋势,降幅为0.025/10a;降水适宜度指数的线性变化趋势不显著,但具有明显的阶段性特点。利用1995-2009年资料回归分析建立的产量动态预报模型,除播种期外,其它4个生育期(苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期)模型均通过0.05水平的显著性检验;对模型进行历史资料回代表明,2000年以后准确率较高,87.5%的年份回代准确率在80%以上,各生育期平均准确率均在88%以上;利用模型对2010、2011年棉花产量进行动态预报验证,准确率均在95.5%以上,表明模型预报效果较好,能够满足业务服务需要。     

河北省冬小麦生育期气象条件定量评价模型

运用模糊数学理论，分别建立了气温、降水量和日照时数对河北省冬小麦生长发育适宜程度的隶属函数模型，据此模型分别计算了逐句的平均气温、降水量和日照时数对冬小麦生长发育的隶属度，运用一元积分回归方法确定各旬的权重系数，进而计算各发育期内光、温、水对冬小麦生长发育的隶属度，达到定量评价冬小麦生育期气象条件的目的。2005年度（2004．10—2005．06）和2006年度（2005．10—2006．06）对所建模型进行验证应用，得出：温度和日照的隶属度较高，而降水隶属度较低且变化幅度较大，说明评价年的温度和日照条件能够满足冬小麦生长发育，自然降水偏少是冬小麦产量形成的限制因素。     

1956—2010年辽西地区玉米气候适宜度时空分布特征

以玉米气候适宜度模型及辽西地区4市8站近50 a(1956—2010年)逐日气象数据为基础,利用空间插值、经验正交函数分析方法(EOF)和小波变换分析方法对玉米全生育期及各主要生育时期气候适宜度的时间变化和空间分布特征进行分析,研究气候变化过程中辽西地区农业气候资源对玉米生长的适宜程度的变化特征。结果表明：1)近50 a,辽西地区玉米全生育期的降水、日照及综合气候适宜度呈逐年下降趋势,除开花期综合气候适宜度呈上升趋势外,播种、出苗、成熟期综合气候适宜度均呈下降趋势;2)在空间分布上,辽西玉米全生育期的温度适宜度、日照适宜度,播种、成熟期的综合气候适宜度分别表现出由南向北、由西向东、由西向东南和东北、由东北向西南递增,而出苗期综合气候适宜度表现为由西北向东南和东北递减;全生育期的降水适宜度、综合气候适宜度和开花期的综合气候适宜度由北向南均呈现“低－高－低－高”的带状分布特征,播种、出苗和开花期限制因素分别为降水、日照和日照;3)EOF 分析发现,辽西地区玉米全生育期综合气候适宜度距平百分率在空间上表现为西南向东北微幅递减;在时间上,小波分析发现辽西玉米综合气候适宜距平百分率第1特征向量的时间系数存在14~30 a、8~14 a、3~7 a 的3类尺度的震荡周期。     

河南省棉花精细化农业气候区划

利用河南省114个气象站点1971-2000年气候资料和台站地理信息,采用梯度距离平方反比法分别对棉花各发育期的平均气温、降水总量和日照时数等气候资料进行了网格推算。根据棉花生产的气候适宜度函数和不同生育阶段的参数,计算了棉花不同生育期内光、温、水的气候适宜度,采用相对权重法计算了综合适宜度。根据河南省棉花的农业气候区划指标,将全省划分为最适宜区、适宜区和次适宜区3个分区。区划结果显示河南省棉花最适宜种植区在豫北、豫东和豫西南等地,中南部是棉花种植适宜区,豫西丘陵、豫北山区及淮河以南地区是棉花种植的次适宜区。最后对各区域的特点及建议进行了评述。     

贵州西部马铃薯生育期气候因子变化规律及其影响分析

利用贵州西部14县(市)1978-2009年连续32a的马铃薯生育期(3-9月)的定位观测和加密观测资料、1960-2009年3-9月地面平行观测气象资料,采用气候变化倾向率、Morlet小波分析、Cubic函数以及积分回归等方法,对贵州西部马铃薯生育期主要气候因子变化规律及其对马铃薯生长的影响进行分析,以期为马铃薯产业发展提供依据。结果表明,研究区马铃薯生育期平均气温年际变化呈极显著上升趋势,倾向率为1.96℃/10a(P<0.01),马铃薯块茎膨大期(7-8月)气温日较差呈显著下降趋势,倾向率为-1.82℃/10a(P<0.05);马铃薯生育期降水量年际变化呈显著下降趋势,倾向率为-50.26mm/10a(P<0.05),日照时数年际变化呈显著下降趋势,倾向率为-0.62h/10a(P<0.05)。同时降水量存在3a和9a的周期变化,日照时数存在3a、8a和48a的周期变化。马铃薯播种到收获需历时155～175d,>10℃积温达2100～3800℃.d,降水量730～1300mm,日照时数820～1100h。气温对马铃薯产量形成为负效应,但块茎膨大期气温日较差对其为正效应,且该期对气温变化十分敏感;降水量对马铃薯产量形成除开花期(5月中旬-6月下旬)为负效应外,其余时段均为正效应,马铃薯开花期到块茎膨大期(5月中旬-8月下旬)对降水量变化十分敏感;日照时数对马铃薯产量形成除苗期(3月下旬-5月中旬)为负效应外,其余时段均为正效应,马铃薯开花前期(5月中旬-下旬)和块茎膨大期对日照时数变化十分敏感。     

黔东南州生态气候条件对准两优527超级稻产量的影响

以贵州省黔东南州16个气象观测站2005—2007年的气温、降水量、日照时数以及海拔高度、播种期作为主要生态气候因子,分析其对准两优527超级交杂水稻产量的影响。结果表明：准两优527最适宜在海拔480—750m的地区栽培,尤其是海拔620m上下地带容易获得高产;最适宜播种期为3月28日-4月7日,播种期每推迟10d,产量减少48．2～376．3kg／667m^2;最适宜积温条件为3200—3800℃·d,积温每增加100℃·d,产量减少8．32～140．43kg／667m^2;最适宜降水量条件为460～800mm,降水量每增加或减少100mm,产量减少7．41～338．36kg／667m^2;最适宜光照条件为620～730h,光照少于500h或多于900h,产量降低明显。